有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。一般式（１）〔式中、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ｎ１は２以上の整数を表し、Ｌ１は２価の連結基を表す。〕
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ということもある）、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
一方、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子および正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
今後の実用化に向けた有機エレクトロルミネッセンス素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許文献１参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献２参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。
上記文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
ところが、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機エレクトロルミネッセンス素子の報告（例えば、非特許文献１参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２および特許文献４参照。）。
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系など重金属錯体を中心に合成検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。
又、ドーパントとして、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている（例えば、非特許文献２参照。）。
その他、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（ここでＬは２座の配位子、ａｃａｃはアセチルアセトンを表す）、例えば（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）（例えば、非特許文献４参照。）を、又、ドーパントとして、トリス（２−（ｐ−トリル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｔｐｙ）３），トリス（ベンゾ［ｈ］キノリン）イリジウム（Ｉｒ（ｂｚｑ）３），Ｉｒ（ｂｚｑ）２ＣｌＰ（Ｂｕ）３等を用いた検討（例えば、非特許文献５参照。）が行われている。
又、高い発光効率を得るために、正孔輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている（例えば、非特許文献６参照）。
また、各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている（例えば、非特許文献４参照）。さらに、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている（例えば、非特許文献５参照。）。
しかし、緑色発光については理論限界である２０％近くの外部取り出し効率が達成されているものの、とくに高輝度発光時における効率の大幅な低下という問題があり、またその他の発光色については未だ十分な効率が得られておらず改良が必要であり、例えば高効率な青色発光を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子の検討の例として、特許文献５を挙げることができる。加えて今後の実用化に向けた有機エレクトロルミネッセンス素子では、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子の開発が望まれている。
有機ＥＬ素子に用いられるリン光性ドーパントについては、これまでにも特許文献６、７、８、９、１０、１１等、非常に多くの開示がある。これらの開示の多くは高い発光効率や、高い色純度、優れた耐久性を目的としている。しかしながら現在までのところ、有機ＥＬ素子に用いられるリン光性ドーパント化合物として要求される諸要素について未だ充分とはいえず、さらなる改良が求められている。
一方、有機ＥＬ素子を大面積化するにあたり、低分子化合物を用いた有機ＥＬ素子の作製において一般的である真空蒸着法による製造は、設備やエネルギー効率の面で問題があることが知られており、インクジェット法やスクリーン印刷法などを含む印刷法もしくはスピンコートあるいはキャストコートといった塗布法が望ましいと考えられている。また、例えば白色発光素子を作製する際には異なる発光極大波長をもつ複数の発光性化合物を発光層に設置しなければならないが、とくにリン光発光素子の場合、真空蒸着法で複数のリン光性ドーパントを毎回同じ比率で蒸着することは困難であり、製造時の歩留まりに問題の出ることが予想されるが、溶剤溶解性に優れた材料を用いて前記印刷法や塗布法による有機ＥＬ素子の作製が可能となれば、リン光性ドーパントを同じ比率で混合した溶液を調製することによって、製造されるいずれの有機ＥＬ素子に対しても同じ比率のリン光性ドーパントを含有せしめることができ、同じ発光色の白色発光有機ＥＬ素子を安定的に作製することが可能となる。
例えば、ポリフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリアルキルフルオレン誘導体（ＰＡＦ）等の高分子である発光体（例えば、非特許文献７、８参照）や、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）等の高分子中に低分子の発光色素を分散又は溶解させる技術（例えば、特許文献１２、非特許文献９参照）が知られている。
また、ビニルカルバゾール重合体とイリジウム錯体の共重合体が非常に優れた有機ＥＬ素子となることが報告されている（例えば、非特許文献１０参照）。
【特許文献１】特許第３０９３７９６号明細書
【特許文献２】特開昭６３−２６４６９２号公報
【特許文献３】特開平３−２５５１９０号公報
【特許文献４】米国特許第６０９７１４７号公報
【特許文献５】特開２００２−１００４７６号公報
【特許文献６】特開２００１−１８１６１６号公報
【特許文献７】特開２００１−２４７８５９号公報
【特許文献８】特開２００２−８３６８４号公報
【特許文献９】特開２００２−１７５８８４号公報
【特許文献１０】特開２００２−３３８５８８号公報
【特許文献１１】特開２００３−７４６９号公報
【特許文献１２】特開平４−２１２２８６号公報
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）
【非特許文献３】Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）
【非特許文献４】Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献５】Ｍｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．Ｏｇ，Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献６】Ｉｋａｉ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献７】Ｎａｔｕｒｅ、Ｖｏｌ．３５７、４７７、１９９２年
【非特許文献８】アドバンスドマテリアルズ、４項、１９９２年
【非特許文献９】第３８回応用物理学関係連合講演会予稿集３１ｐ−Ｇ−１２、１９９１年
【非特許文献１０】平成１５年度ＮＨＫ放送技研公開予稿集Ｐ５２〜５７
しかしながら、従来の有機ＥＬ素子では、発光輝度、発光効率、発光寿命、駆動電力において、十分に満足のできる性能が得られていなかった。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを具備してなる表示装置もしくは照明装置を提供することである。
【発明の開示】
本発明の目的は下記構成により達成される。
（１） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（１）
〔式中、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は下記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。〕
連結基群１
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。〕
（２） 前記一般式（１）のＡｒ１は環数が５以下であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（３） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２）
〔式中、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は下記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。〕
連結基群２
連結基群３
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
（４） 前記一般式（２）のＡｒ２は環数が５以下であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（５） 前記正孔輸送性基が下記一般式（３）又は一般式（４）で表される部分構造を有することを特徴とする前記３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（３）
一般式（４）
〔一般式（３）において、Ｒ１４〜Ｒ２１は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。また、Ｒ１４〜Ｒ２１の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
一般式（４）において、Ｒ２２〜Ｒ３０は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４は、各々独立に、水素原子、結合手、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４のいずれか１つが結合手を表す。また、Ｒ２２〜Ｒ３４の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。〕
（６） 前記リン光性基が、有機金属錯体を含む基であることを特徴とする前記３〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（７） 前記有機金属錯体が、下記一般式（５）〜（８）のいずれかで表される部分構造を有することを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔一般式（５）において、Ｒ３５〜Ｒ４２は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ３５〜Ｒ４２の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（６）において、Ｚ１、Ｚ２は、各々独立に、炭素原子、窒素原子とともに芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（７）において、Ｒ４３〜Ｒ４８は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４３〜Ｒ４８の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（８）において、Ｙは２価の連結基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。〕
（８） 前記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位が、下記一般式（２１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２１）
〔Ａｒは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ｚ１、Ｚ２は炭素原子、水素原子、窒素原子のいずれかの原子群からなる６員の芳香環を表す。（Ｚ１、Ｚ２は異なっていても構わない）〕
（９） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２２）で表される共重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２２）
〔式中、Ａｒ１からＡｒｍは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ｍは２以上の整数を表し、Ａｒ１からＡｒｍは全て同じでも、異なっていても良い。ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１からＬｍは酸素原子又は硫黄原子を表し、全て同じ原子でも、異なった原子でも良い。Ｋ１からＫｍは単なる結合または上記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘ１からＸｍは正孔輸送性基、電子輸送性基、リン光性基のいずれかを表す。〕
（１０） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に上記一般式（１）、（２）、（２１）および（２２）で表される重合体のうち、少なくとも２種類以上を混合することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１１） 白色に発光することを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１２） 前記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
（１３） 前記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
（１４） 前記１３に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【図面の簡単な説明】
第１図は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
第２図は表示部の模式図である。
第３図は画素の模式図である。
第４図はパッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
第５図は照明装置の概略図である。
第６図は照明装置の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明者らは鋭意検討の結果、陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、この有機層の少なくとも１層に前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有させることで、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができることを見出した。
前記一般式（１）において、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は前記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。
前記連結基群１において、Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
連結基群１の中でも、特にＯ原子、Ｓ原子、Ｓｅ原子、Ｓｉ原子で連結される連結基が本発明の効果を得る上で特に好ましく、最も好ましくはＯ原子又はＳ原子で連結されたものである。
以下に前記連結基群１の例を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
以下に前記一般式（１）のＡｒ１の例を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
前記一般式（１）のＡｒ１は環数が５以下であることが好ましく、これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
本発明において、環数とは芳香環およびヘテロ芳香環１つを１と数え、ｎ個の芳香環およびヘテロ芳香環からなるアリーレン基およびヘテロアリーレン基の環数はｎとなる。また、縮合環の場合は、縮合環の数を示し、ｎ個の環からなる縮合環の環数はｎとなる。例えば、Ａｒ−３〜Ａｒ−６、Ａｒ−２９，Ａｒ−３０、Ａｒ−５０〜Ａｒ−５８は環数２、Ａｒ−７〜Ａｒ−１３、Ａｒ−３１〜Ａｒ−３６、Ａｒ−５９〜Ａｒ−６２は環数３、Ａｒ−１４〜Ａｒ−２３、Ａｒ−３７〜Ａｒ−４２は環数４、Ａｒ−２４〜Ａｒ−２８、Ａｒ−４３〜Ａｒ−４５は環数５と数える
また前記一般式（１）で表される繰り返し単位を有する少なくとも一つ含む重合体の両末端の構造については特に制限するものではないが、水素原子、アルキル基、置換基を有しても良いアリール基などでキャップすることが好ましく、有機ＥＬ素子としての機能上の観点から正孔阻止性基、後述する蛍光性基又はリン光性基によらてキャップすることがより好ましい。
正孔阻止性基としては、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる能力を持つもの、すなわち電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さいという特徴を有していれば使用できるが、スチリル化合物、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアリールボラン誘導体の部分構造を有する基があげられる。具体的には後述する電子輸送性基のものを用いることができる。
前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の例としては、上述した例を組み合わせた重合体が挙げられるが、以下に前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の特に好ましい例を示す。しかしながら、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体は、陰極と陽極との間にある有機層のいずれの有機層に含有されていてもよいが、好ましくは、発光層に含有されるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
また、本発明者らは、陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、この有機層の少なくとも１層に前記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有させることで、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができることを見出した。
前記一般式（２）において、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は前述した連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は前記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。
前記連結群２において、Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。
連結基群２の中でも、特にＯ原子、Ｓｅ原子、Ｓ原子、Ｓｉ原子で連結される連結基が本発明の効果を得る上で特に好ましく、最も好ましくはＯ原子、又はＳ原子で連結されたものである。
以下に前記連結基群２の例を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
前記一般式（２）のＡｒ２は環数が５以下であることが好ましく、これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
前記一般式（２）のＡｒ２の例としては前述した一般式（１）のＡｒ１の例が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
正孔輸送性基とは、正孔を輸送する機能を有する部分構造を有する基であり、広い意味で正孔注入性基、電子阻止性基も正孔輸送性基に含まれる。特に制限はなく、従来、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知の化合物の部分構造を有する基を用いることができる。
正孔輸送基は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体等の部分構造を有する基が挙げられる。より好ましくは、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体の部分構造を有する基が挙げられる。
トリアリールアミン誘導体を形成するアリール基として代表的であるのはフェニル基であるが、他にナフチル基、アントリル基、アズリル基、フルオレニル基といった炭化水素芳香環残基や、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾリル基などのヘテロ芳香環残基や、該ヘテロ芳香環が別の芳香環と縮合して形成された縮合芳香環残基であってもよい。トリアリールアミン部分を構成するアリール基として好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、チエニル基である。
本発明においては、正孔輸送性基として特にカルバゾール誘導体を含む基が好ましく、前記一般式（３）又は一般式（４）で表される部分溝造を有する基であることが最も好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
前記一般式（３）において、Ｒ１４〜Ｒ２１は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。また、Ｒ１４〜Ｒ２１の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
前記一般式（４）において、Ｒ２２〜Ｒ３０は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４は、各々独立に、水素原子、結合手、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４のいずれか１つが結合手を表す。また、Ｒ２２〜Ｒ３４の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
以下に正孔輸送性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。正孔輸送性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
電子輸送性基とは電子を輸送する機能を有する基であり、広い意味で電子注入性基、正孔阻止性基も電子輸送性基に含まれる。電子輸送性基は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、従来、電子輸送層に用いられている化合物の部分構造を有する基を用いることができる。
この電子輸送性基の例としては、トリアリールボラン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などの部分構造を有する基が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体の部分構造を有する基も、電子輸送性基として用いることができる。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体の部分構造を有する基も、電子輸送性基として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されている部分構造を有する基も、電子輸送性基として好ましく用いることができる。
好ましくは、トリアリールボラン誘導体や窒素原子を含む複素芳香環の部分構造を有する基が挙げられる。窒素原子を含む芳香環は２つ以上のヘテロ原子を含むものがより好ましく、その例としてはピラジン環、ピリミジン環、フェナントロリン環、ピリドインドール環、ジピリドピロール環、ジアザフルオレン環、フェナチアジン環、チアゾール環もしくはこれらの芳香環がさらに芳香環と縮合して形成された縮合芳香環化合物残基が挙げられるほか、さらには電子吸引性置換基によって置換された炭化水素環残基（例えばペンタフルオロフェニル基、２，４，６−トリシアノフェニル基など）を挙げることもできる。特に好まくは、ペンタフルオロフェニル基、トリアリールボラン類残基、フェナントロリン環、ピリドインドール環、チアゾール環およびこれらの部分構造を有する縮合芳香環化合物残基を挙げることができる。これにより、より一層発光効率を向上させることができる。
トリアリールボラン誘導体を形成するアリール基として代表的であるのはフェニル基であるが、他にナフチル基、アントリル基、アズリル基、フルオレニル基といった炭化水素芳香環残基や、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾリル基などのヘテロ芳香環残基や、該ヘテロ芳香環が別の芳香環と縮合して形成された縮合芳香環残基であってもよい。
トリアリールボラン誘導体はその電子欠乏性のためにしばしば不安定であり、安定化のためにアリール基のホウ素原子と結合した原子に隣接する原子に置換基を導入することが多い。たとえばホウ素原子と結合したベンゼン環にメチル基を導入したトリメシチルボランや、イソプロピル基を導入したトリス（ジイソプロピル）ボランである。配位子にトリアリールボラン構造を含む場合、ホウ素原子と結合したアリール基には、そのホウ素原子と直接結合した原子の隣接位に置換基を導入することが好ましい。好ましい置換基としてはメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基等を挙げることができる。
以下に電子輸送性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。電子輸送性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
蛍光性基とは、溶液状態で蛍光量子収率が高い蛍光性有機分子、または、希土類錯体系蛍光体の部分構造を有する基である。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。蛍光量子収率が高い蛍光性有機分子としては、例えばクマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素などが挙げられ、これらの部分構造を有する基を蛍光性基として用いることができる，
以下に蛍光性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。蛍光性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
リン光性基とは励起三重項からの発光が観測される部分構造を有する基であり、化合物のリン光量子収率が、２５℃において０．００１以上である。リン光量子収率は好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．１以上である。
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されれば良い。
リン光性基は、有機金属錯体を含む基であることが好ましく、これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
有機金属錯体は、前記一般式（５）〜（８）のいずれかで表される部分構造を有することが好ましく、これにより、さらに一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
一般式（５）において、Ｒ３５〜Ｒ４２は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ３５〜Ｒ４２の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（６）において、Ｚ１、Ｚ２は、各々独立に、炭素原子、窒素原子ととちに芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（７）において、Ｒ４３〜Ｒ４８は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４３〜Ｒ４８の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（８）において、Ｙは２価の連結基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（５）〜（８）のＭには、イリジウム原子、パラジウム原子、白金原子、ロジウム原子、ルテニウム原子、オスミウム原子であることが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
本発明に係る有機金属錯体は、好ましくは元素の周期律表で８族の金属を含有する有機金属錯体であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、ロジウム化合物、パラジウム化合物、ルテニウム化合物、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
以下にリン光性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。リン光性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
また前記一般式（２）で表される繰り返し単位を有する少なくとも一つ含む重合体の両末端の構造については特に制限するものではないが、水素原子、アルキル基、置換基を有しても良いアリール基などでキャップすることが好ましく、有機ＥＬ素子としての機能上の観点から正孔阻止性基、蛍光性基又はりん光性基によってキャップすることがより好ましい。
前記一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の例としては、上述した例を組み合わせた重合体が挙げられるが、以下に前記一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の特に好ましい例を示す。しかしながら、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体は、陰極と陽極との間にある有機層のいずれの有機層に含有されていてもよいが、Ｘが正孔輸送性基である場合には、後述する正孔輸送層、電子阻止層、又は発光層に含有されていることが本発明の効果を得る上で好ましい。
また、Ｘが電子輸送性基である場合には、後述する電子輸送層、正孔阻止層、又は発光層に含有されていることが本発明の効果を得る上で好ましい。
また、Ｘが蛍光性基、又はリン光性基である場合には、発光層に含有されていることが本発明の効果を得る上で好ましい。
一般式（２２）で表される共重合体の特に好ましい例を以下に示す。しかしながら本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
本明細書において置換基はアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、イミダゾリル基等）、ヘテロ環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペシチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、ピリジルオキシ基、チエニルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、ピリジルチオ基、チエニルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基、ピリジルオキシカルボニル基、チエニルオキシカルボニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、フッ素原子、塩素原子、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基が挙げられる。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していても、上記置換基によってさらに置換されていてもよい。
本発明に係る重合体の分子量は、１０００〜１０００００であることが好ましく、より好ましくは、２０００〜５００００である。この範囲とすることで、塗布法で有機ＥＬ素子の有機層を形成する場合に、溶媒への溶解性が確保され、溶液の粘度が有機層形成に適するようになり、有機層を容易に形成することができる。
本発明に係る重合体について、重合体を形成するためのモノマーは既知の方法によって、当業者であれば容易に得ることができる。また、本発明に係る重合体とするためのモノマーの重合方法についても当業者であれば既知の方法を応用することによって可能である。
以下に本発明に係る重合体の代表的な例について合成法を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
（１） ＰＯ−８の合成
４−Ｎ−カルバゾリル−２’−ヒドロキシ−ｍ−ｔｅｒフェニル４１０ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）を１０ｍｌのトルエンに溶解し、１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、酸化銀８００ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１２ｈ反応を行った後、濾過にて生成する銀と酸化銀を取り除き、メタノールからの再沈殿により収率８１％（３３０ｍｇ）で目的のＰＯ−８を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は３８０００（ポリスチレン換算）であった。
（２） ＰＯ−１９の合成
４−Ｎ−カルバゾリル−２’−ヒドロキシ−ｍ−ｔｅｒフェニル２９０ｍｇ（０．７ｍｍｏｌ）、２−（２−ピリジル）−６−（４’−カルバゾリル）フェニルフェノール１２４ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を１０ｍｏｌのトルエンに溶解し、１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、酸化銀８００ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１２ｈ反応を行った後、濾過にて生成する銀と酸化銀を取り除き、メタノールからの再沈殿により収率８５％（３５０ｍｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。
ビス（μ−クロロ）テトラキス（２−フェニルピリジン）ジイリジウム（ＩＩＩ）｛［Ｉｒ（ｐｐｙ）２Ｃｌ］２｝２１ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）を４ｍｌの塩化メチレンに溶解し、２ｍｌのメタノールに溶解したトリフルオロ酢酸銀８８ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を加え、室温で１０分撹拌した。次いで、前述のポリマー前駆体２３０ｍｇの塩化メチレン溶液（２ｍｌ）を加え、３０分間撹拌を行った。反応終了後、不溶物を濾別し、メタノールからの再沈殿により収率８７％（２００ｍｇ）で目的のＰＯ−１９を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は３２０００（ポリスチレン換算）であった。
（３） Ｐｏｌｙ−１３（高分子量）前駆体の合成
Ｎ−（３−ブロモ−６−ヒドロキシ）フェニルカルバゾール１．０１ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を５ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解し、激しく攪拌させた６Ｍの水酸化ナトリウム水溶液５ｍｌの中に加えた。１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、テトラブチルアンモニウムヒドロスルファート０．０４７ｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を加え、室温で５ｈ反応を行った。所定時間経過後、反応液に濃塩酸を加え中和し、有機相を分離した。有機相を蒸留水で良く洗浄し、再び有機相を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率８１％（０．６３ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は２８０００（ポリスチレン換算）であった。
（４） Ｐｏｌｙ−１３（低分子量）前駆体の合成
Ｎ−（３−ブロモ−６−ヒドロキシ）フェニルカルバゾール１．０１ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を５ｍｌのトルエンに溶解し、激しく攪拌させた６Ｍの水酸化ナトリウム水溶液５ｍｌの中に加えた。１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、テトラブチルアンモニウムヒドロスルファート０．０４７ｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を加え、室温で０．５ｈ反応を行った。所定時間経過後、生成した沈殿をろ別した。この沈殿をアセトンで良く洗浄した後、ＨＦＩＰに溶解し、１Ｎ塩酸、水で洗浄し無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率２０％（０．１６ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は２５００（ポリスチレン換算）であった。
（５） Ｐｏｌｙ−１４、２７前駆体の合成
Ｎ−（２，５−ジブロモ）フェニルカルバゾール１．２０ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を５０ｍｌの無水テトラヒドロフランに溶解し、反応装置内を十分に窒素置換した。−２０℃まで冷却した後、ｎ−ブチルリチウム・ヘキサン溶液２．０ｍｌ（２．９ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。さらに１０分間撹拌した後、硫黄粉末９６ｍｇ（３．０ｍｍｏｌ）を加え１時間撹拌した。反応終了後、１０ｍｌの水を加えクエンチした後、沈殿をろ別した。この沈殿をアセトンで良く洗浄した後、ＨＦＩＰに溶解し、１Ｎ塩酸、水で洗浄し無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率２０％（０．１６ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は１６００（ポリスチレン換算）であった。
（６） Ｐｏｌｙ−１２、１６、２６、３５前駆体の合成
Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−メチル）フェニルカルバゾール１．６４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）を１０ｍｌのトルエンに溶解し、１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、酸化銀８．３４ｇ（３６．０ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１２ｈ反応を行った後、濾過にて生成する銀と酸化銀を取り除き、メタノールからの再沈殿により収率９１％（１．４９ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は２２０００（ポリスチレン換算）であった。
（７） Ｐｏｌｙ−１８前駆体の合成
Ｎ−（３−ブロモ−６−ヒドロキシ）フェニルカルバゾール１．０１ｇ（３．０ｍｍｏｌ）と２−ブロモ−５−ヒドロキシフェニルピリジン７５．０ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を５ｍｌのトルエンに溶解し、激しく攪拌させた６Ｍの水酸化ナトリウム水溶液５ｍｌの中に加えた。１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、テトラブチルアンモニウムヒドロスルファート０．０４７ｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を加え、室温で５ｈ反応を行った。所定時間経過後、反応液に濃塩酸を加え中和し、有機相を分離した。有機相を蒸留水で良く洗浄し、再び有機相を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率８３％（０．６８ｇ）で重合物を得た。ＧＰＣによる数平均分子量は２１０００（ポリスチレン換算）であった。次に、減圧下、８０℃、８時間過熱乾燥した前述の共重合体０．５ｇとビス（μ−クロロ）テトラキス（２−フェニルピリジン）ジイリジウム（ＩＩＩ）｛［Ｉｒ（ｐｐｙ）２Ｃｌ］２｝０．２１ｇ（０．２ｍｍｏｌ）を５０ｍｌの脱水トルエンに懸濁させ、窒素気流下、トリフルオロメチルスルホン酸銀（Ｉ）（ＡｇＣＦ３ＳＯ３）０．１０ｇ（０．４ｍｍｏｌ）を加え、反応を開始した。６時間過熱還流を行った後、反応液を５００ｍｌのメタノール中に投入し沈殿物をろ過によって回収した。沈殿物を塩化メチレン、アセトンで順次洗浄し、減圧化で６０℃、４時間乾燥を行い目的のポリマー前駆体０．５ｇを得た。
（３）〜（７）で合成したそれぞれのポリマー前駆体は、下記に示す末端基処理例で処理を行うことで、本発明に係る重合体を合成することができる。なお（８）〜（１０）ではＰｏｌｙ−１２、１３、１６についての合成を示している。
（８） Ｐｏｌｙ−１２前駆体の末端残基の処理（アルキル化）
（６）で得られたポリマー前駆体０．５ｇを５０ｍｌのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶かし、室温でｎ−ブチルリチウム・ヘキサン溶液（１．６Ｍ，０．２ｍｌ）を加えた。１０分間攪拌した後、ヨウ化メチル（０．１ｍｌ）を加え、さらに３０分間攪拌し、冷水（２０ｍｌ）を加え反応を停止した。有機層をＴＨＦを用いて抽出し（無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿によりＰｏｌｙ−１２を０．４５ｇ得た。ＧＰＣによる数平均分子量は２２０００（ポリスチレン換算）で、末端処理前のポリマーと大きな違いを示さなかった。また、ＩＲ及び元素分析から水酸基の消失を確認した。なお、本発明における高分子重合体の末端処理は同様にして行うことが可能であった。
（９） Ｐｏｌｙ−１３の末端残基の処理（アリール（フェニル）化）
（１）で得られたポリマー前駆体０．５ｇを５０ｍｌのＨＦＩＰに溶解し、窒素気流下、酢酸銅（ＩＩ）１８ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸２０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）、ピリジン０．１ｍｌを加え、室温で２４時間撹拌した。メタノールを用いて再沈殿を行い、得られた沈殿物をろ別し、アセトン、水、アセトンの順に良く洗浄を行った後。減圧乾燥を行い、Ｐｏｌｙ−１３を０．４９ｇ得た。ＧＰＣによる数平均分子量は２８０００（ポリスチレン換算）で、末端処理前のポリマーと大きな違いを示さなかった。また、ＩＲ及び元素分析から水酸基およびＢｒ基の消失を確認した。なお、本発明における高分子重合体の末端処理は同様にして行うことが可能であった。
（１０） Ｐｏｌｙ−１６の末端残基の処理（りん光性発光機能基によるキャップ）
（６）で得られたポリマー前駆体１．０ｇと３−ブロモフェニルピリジン−ビスフェニルピリジンイリジウム（ＩＩＩ）２９ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を５０ｍｌのピリジンに溶かし、銅紛２０ｍｇを加え、１２時間加熱還流を行った。反応終了後、反応液をろ過し、その濾液を５００ｍｌの水に投入した。沈殿した重合体をろ過により集め、クロロホルム、アセトンの順に十分に洗浄し、減圧化で６０℃、４時間乾燥を行いＰｏｌｙ−１６を１．０ｇを得た。なお、本発明における高分子重合体末端へのりん光性発光機能基のキャップは同様にして行うことが可能であった。
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。
本発明において、有機ＥＬ素子の有機層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／陰極バッファー層／陰極
（３）陽極／陽極バッファー層／発光層／陰極バッファー層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（６）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／電子輸送層／陰極
（８）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（９）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
《バッファー層：陰極バッファー層、陽極バッファー層》
バッファー層は、必要に応じて設け、陰極バッファー層、陽極バッファー層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
陽極バッファー層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。なかでも、ポリジオキシチオフェン類を用いたものが好ましく、これにより、より一層高い発光輝度と発光効率を示し、かつさらに長寿命である有機ＥＬ素子とすることができる。
陰極バッファー層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
上記バッファー層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
陰極バッファー層、陽極バッファー層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、量子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物により形成される。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、及び正孔を効率的に発光層内に閉じこめるために、発光層のイオン化ポテンシャルより大きいイオン化ポテンシャルの値を有するか、発光層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有することが好ましい。正孔阻止材料としては、スチリル化合物、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ボロン誘導体の少なくとも１種を用いることも本発明の効果を得るうえで有効である。
その他の化合物例として、特開２００３−３１３６７号、同２００３−３１３６８号、特許第２７２１４４１号等に記載の例示化合物が挙げられる。
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
この正孔阻止層、電子阻止層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層等から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
発光層に使用される発光材料には、従来公知の蛍光性化合物やリン光性化合物を用いることができる。
本発明においては、蛍光性化合物として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが蛍光性基である重合体を用いるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
本発明においては、発光材料としてリン光性化合物を用いることが本発明の効果を得るうえで好ましい。リン光性化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物である。リン光量子収率は好ましくは０．１以上である。
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるリン光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。
リン光性化合物の発光は、原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
リン光性化合物は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
本発明においては、リン光性化合物として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘがリン光性基である重合体を用いるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
また、他に、リン光性化合物として、元素の周期律表で８族の金属を含有する錯体系化合物を用いるのも好ましく、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、ロジウム化合物、パラジウム化合物、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
以下に、錯体系化合物のリン光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
また、発光層には、他にホスト化合物を含有してもよい。
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物のうちで室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．０１未満の化合物である。
本発明においては、ホスト化合物として前述した一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を発光層に含有させるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
また、ホスト化合物として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが正孔輸送性基である重合体を発光層に含有させるのも好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
さらに、公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種もちいることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
特開２００１−２５７０７６、特開２００２−３０８８５５、特開２００１−３１３１７９、特開２００２−３１９４９１、特開２００１−３５７９７７、特開２００２−３３４７８６、特開２００２−８８６０、特開２００２−３３４７８７、特開２００２−１５８７１、特開２００２−３３４７８８、特開２００２−４３０５６、特開２００２−３３４７８９、特開２００２−７５６４５、特開２００２−３３８５７９、特開２００２−１０５４４５、特開２００２−３４３５６８、特開２００２−１４１１７３、特開２００２−３５２９５７、特開２００２−２０３６８３、特開２００２−３６３２２７、特開２００２−２３１４５３、特開２００３−３１６５、特開２００２−２３４８８８、特開２００３−２７０４８、特開２００２−２５５９３４、特開２００２−２６０８６１、特開２００２−２８０１８３、特開２００２−２９９０６０、特開２００２−３０２５１６、特開２００２−３０５０８３、特開２００２−３０５０８４、特開２００２−３０８８３７等。
また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
本明細書の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
本発明においては、発光材料であるリン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができるが、リン光性化合物のリン光発光波長が３８０〜４８０ｎｍにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。このようなリン光発光波長を有するものとしては、青色に発光する有機ＥＬ素子や白色に発光する有機ＥＬ素子が挙げられる。
発光層に、リン光性化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。
発光層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
発光層は、本発明に係る重合体を含有させて塗布法により製造されることが好ましい。本発明に係る重合体は、特に、スピンコート法や、インクジェット法等の塗布法による製造が非常に適しており、これらの方法で製造を行うことにより製造を容易にすることができ、さらに大面積の有機ＥＬ素子や白色発光型有機ＥＬ素子を作製が容易となり好ましい。
発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
本発明においては、正孔輸送材料として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが正孔輸送性基である重合体を正孔輸送層に含有させるのも好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
他に、正孔輸送材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル；４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４’’−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
また、本発明においては正孔輸送層の正孔輸送材料は４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、正孔輸送材料は、正孔輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、電子輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
本発明においては、電子輸送材料として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが電子輸送性基である重合体を電子輸送層に含有させるのも好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
他に、電子輸送材料としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。これらの電子輸送材料を前述した電子輸送性部分としても本発明の効果を得ることができ好ましい。
さらに、電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
電子輸送層に用いられる好ましい化合物は、４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、電子輸送層に用いられる化合物は、電子輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
この電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは２％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。
本発明の多色表示装置は少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極バッファー層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法、スプレー法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート、インクジェット法またはスプレー法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６Ｐａ〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
本発明の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドーマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で層を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファー層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた多色表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を用いており、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
本発明の照明装置は、本発明の有機ＥＬ素子を用いており、本発明の有機ＥＬ素子のリン光性化合物を調節して白色に発光させ、家庭用照明、車内照明、時計のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。また、液晶表示装置等のバックライトとしても用いることができる。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。
このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、前述したように照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を３種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルターを用いてＢＧＲにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ＥＬの発光色を色変換フィルターを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機ＥＬ発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下であることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
第１図は、有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
第２図は、表示部Ａの模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。第２図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
次に、画素の発光プロセスを説明する。
第３図は、画素の模式図である。
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
第３図において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
第４図は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
第４図において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
［実施例１］
＜有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４の作製＞
（１）有機ＥＬ素子１−１−１の作製
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−１を１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し４５ｎｍ正孔輸送層を設けた。
更にＣＢＰとＩｒ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．００６ｎｍ／ｓｅｃで正孔輸送層上に共蒸着して３０ｎｍの発光層を設けた。
更にＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層上に蒸着して膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続き陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更に、アルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１−１を作製した。
有機ＥＬ素子１−１−１の電子輸送層、発光層、正孔輸送層に用いた化合物を表１、表２に示すものに変更した以外は、有機ＥＬ素子１−１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子１−１−２〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４を作製した。
〈有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４の評価〉
得られた有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４について下記に示す評価を行った。
（外部取りだし量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。なお測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
（発光寿命）
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
（駆動電圧）
温度２３℃、感想窒素ガス雰囲気下で発光開始の電圧を測定した。なお、発光開始の電圧は、輝度５０ｃｄ／ｍ２以上となったときの電圧値を測定した。輝度の測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子１−１−１を１００とした時の相対値で表３に示した。有機ＥＬ素子１−２−１〜１−２−４の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子１−２−１を１００とした時の相対値で表４に示した。
表３、表４より明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、発光輝度、発光効率、発光寿命が高く、さらに駆動電力が抑えられていることが分かった。
［実施例２］
＜有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５の作製＞
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行なった。この透明支持基板上にポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）３０ｍｇとＩｒ−１を１．８ｍｇとをジクロロベンゼン１ｍｌに溶解させ、１０００ｒｐｍ、５ｓｅｃの条件下、スピンコートし（膜厚約１００ｎｍ）、６０度で１時間真空乾燥し、発光層とした。
これを真空蒸着装置に取付け、次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成した。最後にガラス封止をし、有機ＥＬ素子２−１−１を作製した。
有機ＥＬ素子２−１−１の発光層に用いたＰＶＫとＩｒ−１を表５、表６に示すものに変更した以外は、有機ＥＬ素子２−１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子２−１−２〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５を作製した。
〈有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５の評価〉
得られた有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５について実施例１と同じ評価を行った。
有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子２−１−１を１００とした時の相対値で表７に示した。有機ＥＬ素子２−２−１〜２−２−５の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子２−２−１を１００とした時の相対値で表８に示した。
表７、表８より明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、発光輝度、発光効率、発光寿命が高く、さらに駆動電力が抑えられていることが分かった。
［実施例３］
〈フルカラー表示装置〉
（青色発光有機ＥＬ素子）実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５において、Ｐｏｌｙ−１９をＰｏｌｙ−４７に変更した以外は有機ＥＬ素子２−１−５と同様の方法で作製した有機ＥＬ素子２−１−５Ｂを用いた。
（緑色発光有機ＥＬ素子）
実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５を用いた。
（赤色発光有機ＥＬ素子）
実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５において、Ｐｏｌｙ−１９をＰｏｌｙ−４８に変更した以外は有機ＥＬ素子２−１−５と同様の方法で作製した有機ＥＬ素子２−１−５Ｒを用いた。
上記の赤色、緑色及び青色発光有機ＥＬ素子を、同一基板上に並置し、第１図に記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、第２図には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
該フルカラー表示装置を駆動することにより、発光輝度、発光効率、発光寿命が高く、さらに駆動電力が抑えられたフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。
［実施例４］
実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５において、Ｐｏｌｙ−１９を、Ｐｏｌｙ−１９、Ｐｏｌｙ−４７、Ｐｏｌｙ−４８の混合物に変更した以外は有機ＥＬ素子２−１−５と同様の方法で作製した有機ＥＬ素子２−１−５Ｗを用いた。有機ＥＬ素子２−１−５Ｗの非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光輝度、発光効率の高く、長寿命であり、駆動電力が抑えられた白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。第５図は照明装置の概略図で、第６図は照明装置の断面図である。有機ＥＬ素子１０１をガラスカバー１０２で覆い、電源線（陽極）１０３と、電源線（陰極）１０４で接続している。１０５は陰極で１０６は有機ＥＬ層である。１０７は透明電極付きガラス基板、１０８は封止基板である。なおガラスカバー１０２内には窒素ガス１０９が充填され、補水剤１１０が設けられている。
【産業上の利用可能性】
本発明により、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを具備してなる表示装置もしくは照明装置を提供することができた。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ということもある）、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
一方、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子および正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
今後の実用化に向けた有機エレクトロルミネッセンス素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許文献１参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献２参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。
上記文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
ところが、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機エレクトロルミネッセンス素子の報告（例えば、非特許文献１参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２および特許文献４参照。）。
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系など重金属錯体を中心に合成検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。
又、ドーパントとして、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている（例えば、非特許文献２参照。）。
その他、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（ここでＬは２座の配位子、ａｃａｃはアセチルアセトンを表す）、例えば（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）（例えば、非特許文献４参照。）を、又、ドーパントとして、トリス（２−（ｐ−トリル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｔｐｙ）３），トリス（ベンゾ［ｈ］キノリン）イリジウム（Ｉｒ（ｂｚｑ）３），Ｉｒ（ｂｚｑ）２ＣｌＰ（Ｂｕ）３等を用いた検討（例えば、非特許文献５参照。）が行われている。
又、高い発光効率を得るために、正孔輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている（例えば、非特許文献６参照）。
また、各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている（例えば、非特許文献４参照）。さらに、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている（例えば、非特許文献５参照。）。
しかし、緑色発光については理論限界である２０％近くの外部取り出し効率が達成されているものの、とくに高輝度発光時における効率の大幅な低下という問題があり、またその他の発光色については未だ十分な効率が得られておらず改良が必要であり、例えば高効率な青色発光を実現する有機エレクトロルミネッセンス素子の検討の例として、特許文献５を挙げることができる。加えて今後の実用化に向けた有機エレクトロルミネッセンス素子では、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子の開発が望まれている。
有機ＥＬ素子に用いられるリン光性ドーパントについては、これまでにも特許文献６、７、８、９、１０、１１等、非常に多くの開示がある。これらの開示の多くは高い発光効率や、高い色純度、優れた耐久性を目的としている。しかしながら現在までのところ、有機ＥＬ素子に用いられるリン光性ドーパント化合物として要求される諸要素について未だ充分とはいえず、さらなる改良が求められている。
一方、有機ＥＬ素子を大面積化するにあたり、低分子化合物を用いた有機ＥＬ素子の作製において一般的である真空蒸着法による製造は、設備やエネルギー効率の面で問題があることが知られており、インクジェット法やスクリーン印刷法などを含む印刷法もしくはスピンコートあるいはキャストコートといった塗布法が望ましいと考えられている。また、例えば白色発光素子を作製する際には異なる発光極大波長をもつ複数の発光性化合物を発光層に設置しなければならないが、とくにリン光発光素子の場合、真空蒸着法で複数のリン光性ドーパントを毎回同じ比率で蒸着することは困難であり、製造時の歩留まりに問題の出ることが予想されるが、溶剤溶解性に優れた材料を用いて前記印刷法や塗布法による有機ＥＬ素子の作製が可能となれば、リン光性ドーパントを同じ比率で混合した溶液を調製することによって、製造されるいずれの有機ＥＬ素子に対しても同じ比率のリン光性ドーパントを含有せしめることができ、同じ発光色の白色発光有機ＥＬ素子を安定的に作製することが可能となる。
例えば、ポリフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリアルキルフルオレン誘導体（ＰＡＦ）等の高分子である発光体（例えば、非特許文献７、８参照）や、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）等の高分子中に低分子の発光色素を分散又は溶解させる技術（例えば、特許文献１２、非特許文献９参照）が知られている。
また、ビニルカルバゾール重合体とイリジウム錯体の共重合体が非常に優れた有機ＥＬ素子となることが報告されている（例えば、非特許文献１０参照）。
【特許文献１】特許第３０９３７９６号明細書
【特許文献２】特開昭６３−２６４６９２号公報
【特許文献３】特開平３−２５５１９０号公報
【特許文献４】米国特許第６０９７１４７号公報
【特許文献５】特開２００２−１００４７６号公報
【特許文献６】特開２００１−１８１６１６号公報
【特許文献７】特開２００１−２４７８５９号公報
【特許文献８】特開２００２−８３６８４号公報
【特許文献９】特開２００２−１７５８８４号公報
【特許文献１０】特開２００２−３３８５８８号公報
【特許文献１１】特開２００３−７４６９号公報
【特許文献１２】特開平４−２１２２８６号公報
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）
【非特許文献３】Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）
【非特許文献４】Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献５】Ｍｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．Ｏｇ，Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献６】Ｉｋａｉ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献７】Ｎａｔｕｒｅ、Ｖｏｌ．３５７、４７７、１９９２年
【非特許文献８】アドバンスドマテリアルズ、４項、１９９２年
【非特許文献９】第３８回応用物理学関係連合講演会予稿集３１ｐ−Ｇ−１２、１９９１年
【非特許文献１０】平成１５年度ＮＨＫ放送技研公開予稿集Ｐ５２〜５７
しかしながら、従来の有機ＥＬ素子では、発光輝度、発光効率、発光寿命、駆動電力において、十分に満足のできる性能が得られていなかった。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを具備してなる表示装置もしくは照明装置を提供することである。
【発明の開示】
本発明の目的は下記構成により達成される。
（１） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（１）
〔式中、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は下記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。〕
連結基群１
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。〕
（２） 前記一般式（１）のＡｒ１は環数が５以下であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（３） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２）
〔式中、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は下記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。〕
連結基群２
連結基群３
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
（４） 前記一般式（２）のＡｒ２は環数が５以下であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（５） 前記正孔輸送性基が下記一般式（３）又は一般式（４）で表される部分構造を有することを特徴とする前記３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（３）
一般式（４）
〔一般式（３）において、Ｒ１４〜Ｒ２１は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。また、Ｒ１４〜Ｒ２１の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
一般式（４）において、Ｒ２２〜Ｒ３０は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４は、各々独立に、水素原子、結合手、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４のいずれか１つが結合手を表す。また、Ｒ２２〜Ｒ３４の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。〕
（６） 前記リン光性基が、有機金属錯体を含む基であることを特徴とする前記３〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（７） 前記有機金属錯体が、下記一般式（５）〜（８）のいずれかで表される部分構造を有することを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔一般式（５）において、Ｒ３５〜Ｒ４２は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ３５〜Ｒ４２の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（６）において、Ｚ１、Ｚ２は、各々独立に、炭素原子、窒素原子とともに芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（７）において、Ｒ４３〜Ｒ４８は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４３〜Ｒ４８の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（８）において、Ｙは２価の連結基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。〕
（８） 前記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位が、下記一般式（２１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２１）
〔Ａｒは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ｚ１、Ｚ２は炭素原子、水素原子、窒素原子のいずれかの原子群からなる６員の芳香環を表す。（Ｚ１、Ｚ２は異なっていても構わない）〕
（９） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２２）で表される共重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２２）
〔式中、Ａｒ１からＡｒｍは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ｍは２以上の整数を表し、Ａｒ１からＡｒｍは全て同じでも、異なっていても良い。ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１からＬｍは酸素原子又は硫黄原子を表し、全て同じ原子でも、異なった原子でも良い。Ｋ１からＫｍは単なる結合または上記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘ１からＸｍは正孔輸送性基、電子輸送性基、リン光性基のいずれかを表す。〕
（１０） 陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に上記一般式（１）、（２）、（２１）および（２２）で表される重合体のうち、少なくとも２種類以上を混合することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１１） 白色に発光することを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１２） 前記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
（１３） 前記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
（１４） 前記１３に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【図面の簡単な説明】
第１図は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
第２図は表示部の模式図である。
第３図は画素の模式図である。
第４図はパッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
第５図は照明装置の概略図である。
第６図は照明装置の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明者らは鋭意検討の結果、陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、この有機層の少なくとも１層に前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有させることで、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができることを見出した。
前記一般式（１）において、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は前記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。
前記連結基群１において、Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
連結基群１の中でも、特にＯ原子、Ｓ原子、Ｓｅ原子、Ｓｉ原子で連結される連結基が本発明の効果を得る上で特に好ましく、最も好ましくはＯ原子又はＳ原子で連結されたものである。
以下に前記連結基群１の例を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
以下に前記一般式（１）のＡｒ１の例を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
前記一般式（１）のＡｒ１は環数が５以下であることが好ましく、これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
本発明において、環数とは芳香環およびヘテロ芳香環１つを１と数え、ｎ個の芳香環およびヘテロ芳香環からなるアリーレン基およびヘテロアリーレン基の環数はｎとなる。また、縮合環の場合は、縮合環の数を示し、ｎ個の環からなる縮合環の環数はｎとなる。例えば、Ａｒ−３〜Ａｒ−６、Ａｒ−２９，Ａｒ−３０、Ａｒ−５０〜Ａｒ−５８は環数２、Ａｒ−７〜Ａｒ−１３、Ａｒ−３１〜Ａｒ−３６、Ａｒ−５９〜Ａｒ−６２は環数３、Ａｒ−１４〜Ａｒ−２３、Ａｒ−３７〜Ａｒ−４２は環数４、Ａｒ−２４〜Ａｒ−２８、Ａｒ−４３〜Ａｒ−４５は環数５と数える
また前記一般式（１）で表される繰り返し単位を有する少なくとも一つ含む重合体の両末端の構造については特に制限するものではないが、水素原子、アルキル基、置換基を有しても良いアリール基などでキャップすることが好ましく、有機ＥＬ素子としての機能上の観点から正孔阻止性基、後述する蛍光性基又はリン光性基によらてキャップすることがより好ましい。
正孔阻止性基としては、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる能力を持つもの、すなわち電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さいという特徴を有していれば使用できるが、スチリル化合物、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアリールボラン誘導体の部分構造を有する基があげられる。具体的には後述する電子輸送性基のものを用いることができる。
前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の例としては、上述した例を組み合わせた重合体が挙げられるが、以下に前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の特に好ましい例を示す。しかしながら、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
前記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体は、陰極と陽極との間にある有機層のいずれの有機層に含有されていてもよいが、好ましくは、発光層に含有されるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
また、本発明者らは、陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、この有機層の少なくとも１層に前記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有させることで、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができることを見出した。
前記一般式（２）において、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は前述した連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は前記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。
前記連結群２において、Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。
連結基群２の中でも、特にＯ原子、Ｓｅ原子、Ｓ原子、Ｓｉ原子で連結される連結基が本発明の効果を得る上で特に好ましく、最も好ましくはＯ原子、又はＳ原子で連結されたものである。
以下に前記連結基群２の例を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
前記一般式（２）のＡｒ２は環数が５以下であることが好ましく、これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
前記一般式（２）のＡｒ２の例としては前述した一般式（１）のＡｒ１の例が挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
正孔輸送性基とは、正孔を輸送する機能を有する部分構造を有する基であり、広い意味で正孔注入性基、電子阻止性基も正孔輸送性基に含まれる。特に制限はなく、従来、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知の化合物の部分構造を有する基を用いることができる。
正孔輸送基は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体等の部分構造を有する基が挙げられる。より好ましくは、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体の部分構造を有する基が挙げられる。
トリアリールアミン誘導体を形成するアリール基として代表的であるのはフェニル基であるが、他にナフチル基、アントリル基、アズリル基、フルオレニル基といった炭化水素芳香環残基や、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾリル基などのヘテロ芳香環残基や、該ヘテロ芳香環が別の芳香環と縮合して形成された縮合芳香環残基であってもよい。トリアリールアミン部分を構成するアリール基として好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、チエニル基である。
本発明においては、正孔輸送性基として特にカルバゾール誘導体を含む基が好ましく、前記一般式（３）又は一般式（４）で表される部分溝造を有する基であることが最も好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
前記一般式（３）において、Ｒ１４〜Ｒ２１は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。また、Ｒ１４〜Ｒ２１の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
前記一般式（４）において、Ｒ２２〜Ｒ３０は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４は、各々独立に、水素原子、結合手、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４のいずれか１つが結合手を表す。また、Ｒ２２〜Ｒ３４の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
以下に正孔輸送性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。正孔輸送性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
電子輸送性基とは電子を輸送する機能を有する基であり、広い意味で電子注入性基、正孔阻止性基も電子輸送性基に含まれる。電子輸送性基は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、従来、電子輸送層に用いられている化合物の部分構造を有する基を用いることができる。
この電子輸送性基の例としては、トリアリールボラン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などの部分構造を有する基が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体の部分構造を有する基も、電子輸送性基として用いることができる。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体の部分構造を有する基も、電子輸送性基として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されている部分構造を有する基も、電子輸送性基として好ましく用いることができる。
好ましくは、トリアリールボラン誘導体や窒素原子を含む複素芳香環の部分構造を有する基が挙げられる。窒素原子を含む芳香環は２つ以上のヘテロ原子を含むものがより好ましく、その例としてはピラジン環、ピリミジン環、フェナントロリン環、ピリドインドール環、ジピリドピロール環、ジアザフルオレン環、フェナチアジン環、チアゾール環もしくはこれらの芳香環がさらに芳香環と縮合して形成された縮合芳香環化合物残基が挙げられるほか、さらには電子吸引性置換基によって置換された炭化水素環残基（例えばペンタフルオロフェニル基、２，４，６−トリシアノフェニル基など）を挙げることもできる。特に好まくは、ペンタフルオロフェニル基、トリアリールボラン類残基、フェナントロリン環、ピリドインドール環、チアゾール環およびこれらの部分構造を有する縮合芳香環化合物残基を挙げることができる。これにより、より一層発光効率を向上させることができる。
トリアリールボラン誘導体を形成するアリール基として代表的であるのはフェニル基であるが、他にナフチル基、アントリル基、アズリル基、フルオレニル基といった炭化水素芳香環残基や、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾリル基などのヘテロ芳香環残基や、該ヘテロ芳香環が別の芳香環と縮合して形成された縮合芳香環残基であってもよい。
トリアリールボラン誘導体はその電子欠乏性のためにしばしば不安定であり、安定化のためにアリール基のホウ素原子と結合した原子に隣接する原子に置換基を導入することが多い。たとえばホウ素原子と結合したベンゼン環にメチル基を導入したトリメシチルボランや、イソプロピル基を導入したトリス（ジイソプロピル）ボランである。配位子にトリアリールボラン構造を含む場合、ホウ素原子と結合したアリール基には、そのホウ素原子と直接結合した原子の隣接位に置換基を導入することが好ましい。好ましい置換基としてはメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基等を挙げることができる。
以下に電子輸送性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。電子輸送性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
蛍光性基とは、溶液状態で蛍光量子収率が高い蛍光性有機分子、または、希土類錯体系蛍光体の部分構造を有する基である。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。蛍光量子収率が高い蛍光性有機分子としては、例えばクマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素などが挙げられ、これらの部分構造を有する基を蛍光性基として用いることができる，
以下に蛍光性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。蛍光性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
リン光性基とは励起三重項からの発光が観測される部分構造を有する基であり、化合物のリン光量子収率が、２５℃において０．００１以上である。リン光量子収率は好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．１以上である。
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されれば良い。
リン光性基は、有機金属錯体を含む基であることが好ましく、これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
有機金属錯体は、前記一般式（５）〜（８）のいずれかで表される部分構造を有することが好ましく、これにより、さらに一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
一般式（５）において、Ｒ３５〜Ｒ４２は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ３５〜Ｒ４２の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（６）において、Ｚ１、Ｚ２は、各々独立に、炭素原子、窒素原子ととちに芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（７）において、Ｒ４３〜Ｒ４８は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４３〜Ｒ４８の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（８）において、Ｙは２価の連結基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（５）〜（８）のＭには、イリジウム原子、パラジウム原子、白金原子、ロジウム原子、ルテニウム原子、オスミウム原子であることが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
本発明に係る有機金属錯体は、好ましくは元素の周期律表で８族の金属を含有する有機金属錯体であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、ロジウム化合物、パラジウム化合物、ルテニウム化合物、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
以下にリン光性である部分構造の例を示す（これらの部分構造のいずれかの部分が結合手となる）。リン光性基は、これらの部分構造を有する基であるが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
また前記一般式（２）で表される繰り返し単位を有する少なくとも一つ含む重合体の両末端の構造については特に制限するものではないが、水素原子、アルキル基、置換基を有しても良いアリール基などでキャップすることが好ましく、有機ＥＬ素子としての機能上の観点から正孔阻止性基、蛍光性基又はりん光性基によってキャップすることがより好ましい。
前記一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の例としては、上述した例を組み合わせた重合体が挙げられるが、以下に前記一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体の特に好ましい例を示す。しかしながら、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体は、陰極と陽極との間にある有機層のいずれの有機層に含有されていてもよいが、Ｘが正孔輸送性基である場合には、後述する正孔輸送層、電子阻止層、又は発光層に含有されていることが本発明の効果を得る上で好ましい。
また、Ｘが電子輸送性基である場合には、後述する電子輸送層、正孔阻止層、又は発光層に含有されていることが本発明の効果を得る上で好ましい。
また、Ｘが蛍光性基、又はリン光性基である場合には、発光層に含有されていることが本発明の効果を得る上で好ましい。
一般式（２２）で表される共重合体の特に好ましい例を以下に示す。しかしながら本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
本明細書において置換基はアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、イミダゾリル基等）、ヘテロ環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペシチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、ピリジルオキシ基、チエニルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、ピリジルチオ基、チエニルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、ヘテロ原子を有するものを含むアリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基、ピリジルオキシカルボニル基、チエニルオキシカルボニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、フッ素原子、塩素原子、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基が挙げられる。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していても、上記置換基によってさらに置換されていてもよい。
本発明に係る重合体の分子量は、１０００〜１０００００であることが好ましく、より好ましくは、２０００〜５００００である。この範囲とすることで、塗布法で有機ＥＬ素子の有機層を形成する場合に、溶媒への溶解性が確保され、溶液の粘度が有機層形成に適するようになり、有機層を容易に形成することができる。
本発明に係る重合体について、重合体を形成するためのモノマーは既知の方法によって、当業者であれば容易に得ることができる。また、本発明に係る重合体とするためのモノマーの重合方法についても当業者であれば既知の方法を応用することによって可能である。
以下に本発明に係る重合体の代表的な例について合成法を示すが、本発明の態様がこれによって限定されるものではない。
（１） ＰＯ−８の合成
４−Ｎ−カルバゾリル−２’−ヒドロキシ−ｍ−ｔｅｒフェニル４１０ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）を１０ｍｌのトルエンに溶解し、１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、酸化銀８００ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１２ｈ反応を行った後、濾過にて生成する銀と酸化銀を取り除き、メタノールからの再沈殿により収率８１％（３３０ｍｇ）で目的のＰＯ−８を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は３８０００（ポリスチレン換算）であった。
（２） ＰＯ−１９の合成
４−Ｎ−カルバゾリル−２’−ヒドロキシ−ｍ−ｔｅｒフェニル２９０ｍｇ（０．７ｍｍｏｌ）、２−（２−ピリジル）−６−（４’−カルバゾリル）フェニルフェノール１２４ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を１０ｍｏｌのトルエンに溶解し、１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、酸化銀８００ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１２ｈ反応を行った後、濾過にて生成する銀と酸化銀を取り除き、メタノールからの再沈殿により収率８５％（３５０ｍｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。
ビス（μ−クロロ）テトラキス（２−フェニルピリジン）ジイリジウム（ＩＩＩ）｛［Ｉｒ（ｐｐｙ）２Ｃｌ］２｝２１ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）を４ｍｌの塩化メチレンに溶解し、２ｍｌのメタノールに溶解したトリフルオロ酢酸銀８８ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を加え、室温で１０分撹拌した。次いで、前述のポリマー前駆体２３０ｍｇの塩化メチレン溶液（２ｍｌ）を加え、３０分間撹拌を行った。反応終了後、不溶物を濾別し、メタノールからの再沈殿により収率８７％（２００ｍｇ）で目的のＰＯ−１９を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は３２０００（ポリスチレン換算）であった。
（３） Ｐｏｌｙ−１３（高分子量）前駆体の合成
Ｎ−（３−ブロモ−６−ヒドロキシ）フェニルカルバゾール１．０１ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を５ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解し、激しく攪拌させた６Ｍの水酸化ナトリウム水溶液５ｍｌの中に加えた。１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、テトラブチルアンモニウムヒドロスルファート０．０４７ｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を加え、室温で５ｈ反応を行った。所定時間経過後、反応液に濃塩酸を加え中和し、有機相を分離した。有機相を蒸留水で良く洗浄し、再び有機相を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率８１％（０．６３ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は２８０００（ポリスチレン換算）であった。
（４） Ｐｏｌｙ−１３（低分子量）前駆体の合成
Ｎ−（３−ブロモ−６−ヒドロキシ）フェニルカルバゾール１．０１ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を５ｍｌのトルエンに溶解し、激しく攪拌させた６Ｍの水酸化ナトリウム水溶液５ｍｌの中に加えた。１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、テトラブチルアンモニウムヒドロスルファート０．０４７ｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を加え、室温で０．５ｈ反応を行った。所定時間経過後、生成した沈殿をろ別した。この沈殿をアセトンで良く洗浄した後、ＨＦＩＰに溶解し、１Ｎ塩酸、水で洗浄し無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率２０％（０．１６ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は２５００（ポリスチレン換算）であった。
（５） Ｐｏｌｙ−１４、２７前駆体の合成
Ｎ−（２，５−ジブロモ）フェニルカルバゾール１．２０ｇ（３．０ｍｍｏｌ）を５０ｍｌの無水テトラヒドロフランに溶解し、反応装置内を十分に窒素置換した。−２０℃まで冷却した後、ｎ−ブチルリチウム・ヘキサン溶液２．０ｍｌ（２．９ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。さらに１０分間撹拌した後、硫黄粉末９６ｍｇ（３．０ｍｍｏｌ）を加え１時間撹拌した。反応終了後、１０ｍｌの水を加えクエンチした後、沈殿をろ別した。この沈殿をアセトンで良く洗浄した後、ＨＦＩＰに溶解し、１Ｎ塩酸、水で洗浄し無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率２０％（０．１６ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は１６００（ポリスチレン換算）であった。
（６） Ｐｏｌｙ−１２、１６、２６、３５前駆体の合成
Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−メチル）フェニルカルバゾール１．６４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）を１０ｍｌのトルエンに溶解し、１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、酸化銀８．３４ｇ（３６．０ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１２ｈ反応を行った後、濾過にて生成する銀と酸化銀を取り除き、メタノールからの再沈殿により収率９１％（１．４９ｇ）で目的のポリマー前駆体を得た。また、ＧＰＣによる数平均分子量は２２０００（ポリスチレン換算）であった。
（７） Ｐｏｌｙ−１８前駆体の合成
Ｎ−（３−ブロモ−６−ヒドロキシ）フェニルカルバゾール１．０１ｇ（３．０ｍｍｏｌ）と２−ブロモ−５−ヒドロキシフェニルピリジン７５．０ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を５ｍｌのトルエンに溶解し、激しく攪拌させた６Ｍの水酸化ナトリウム水溶液５ｍｌの中に加えた。１分ほどそのまま激しく攪拌させた溶液の中に、テトラブチルアンモニウムヒドロスルファート０．０４７ｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を加え、室温で５ｈ反応を行った。所定時間経過後、反応液に濃塩酸を加え中和し、有機相を分離した。有機相を蒸留水で良く洗浄し、再び有機相を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿により収率８３％（０．６８ｇ）で重合物を得た。ＧＰＣによる数平均分子量は２１０００（ポリスチレン換算）であった。次に、減圧下、８０℃、８時間過熱乾燥した前述の共重合体０．５ｇとビス（μ−クロロ）テトラキス（２−フェニルピリジン）ジイリジウム（ＩＩＩ）｛［Ｉｒ（ｐｐｙ）２Ｃｌ］２｝０．２１ｇ（０．２ｍｍｏｌ）を５０ｍｌの脱水トルエンに懸濁させ、窒素気流下、トリフルオロメチルスルホン酸銀（Ｉ）（ＡｇＣＦ３ＳＯ３）０．１０ｇ（０．４ｍｍｏｌ）を加え、反応を開始した。６時間過熱還流を行った後、反応液を５００ｍｌのメタノール中に投入し沈殿物をろ過によって回収した。沈殿物を塩化メチレン、アセトンで順次洗浄し、減圧化で６０℃、４時間乾燥を行い目的のポリマー前駆体０．５ｇを得た。
（３）〜（７）で合成したそれぞれのポリマー前駆体は、下記に示す末端基処理例で処理を行うことで、本発明に係る重合体を合成することができる。なお（８）〜（１０）ではＰｏｌｙ−１２、１３、１６についての合成を示している。
（８） Ｐｏｌｙ−１２前駆体の末端残基の処理（アルキル化）
（６）で得られたポリマー前駆体０．５ｇを５０ｍｌのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶かし、室温でｎ−ブチルリチウム・ヘキサン溶液（１．６Ｍ，０．２ｍｌ）を加えた。１０分間攪拌した後、ヨウ化メチル（０．１ｍｌ）を加え、さらに３０分間攪拌し、冷水（２０ｍｌ）を加え反応を停止した。有機層をＴＨＦを用いて抽出し（無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥終了後、減圧下で溶媒を流去し、メタノールからの再沈殿によりＰｏｌｙ−１２を０．４５ｇ得た。ＧＰＣによる数平均分子量は２２０００（ポリスチレン換算）で、末端処理前のポリマーと大きな違いを示さなかった。また、ＩＲ及び元素分析から水酸基の消失を確認した。なお、本発明における高分子重合体の末端処理は同様にして行うことが可能であった。
（９） Ｐｏｌｙ−１３の末端残基の処理（アリール（フェニル）化）
（１）で得られたポリマー前駆体０．５ｇを５０ｍｌのＨＦＩＰに溶解し、窒素気流下、酢酸銅（ＩＩ）１８ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸２０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）、ピリジン０．１ｍｌを加え、室温で２４時間撹拌した。メタノールを用いて再沈殿を行い、得られた沈殿物をろ別し、アセトン、水、アセトンの順に良く洗浄を行った後。減圧乾燥を行い、Ｐｏｌｙ−１３を０．４９ｇ得た。ＧＰＣによる数平均分子量は２８０００（ポリスチレン換算）で、末端処理前のポリマーと大きな違いを示さなかった。また、ＩＲ及び元素分析から水酸基およびＢｒ基の消失を確認した。なお、本発明における高分子重合体の末端処理は同様にして行うことが可能であった。
（１０） Ｐｏｌｙ−１６の末端残基の処理（りん光性発光機能基によるキャップ）
（６）で得られたポリマー前駆体１．０ｇと３−ブロモフェニルピリジン−ビスフェニルピリジンイリジウム（ＩＩＩ）２９ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を５０ｍｌのピリジンに溶かし、銅紛２０ｍｇを加え、１２時間加熱還流を行った。反応終了後、反応液をろ過し、その濾液を５００ｍｌの水に投入した。沈殿した重合体をろ過により集め、クロロホルム、アセトンの順に十分に洗浄し、減圧化で６０℃、４時間乾燥を行いＰｏｌｙ−１６を１．０ｇを得た。なお、本発明における高分子重合体末端へのりん光性発光機能基のキャップは同様にして行うことが可能であった。
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。
本発明において、有機ＥＬ素子の有機層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／陰極バッファー層／陰極
（３）陽極／陽極バッファー層／発光層／陰極バッファー層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（６）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／電子輸送層／陰極
（８）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（９）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
《バッファー層：陰極バッファー層、陽極バッファー層》
バッファー層は、必要に応じて設け、陰極バッファー層、陽極バッファー層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
陽極バッファー層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。なかでも、ポリジオキシチオフェン類を用いたものが好ましく、これにより、より一層高い発光輝度と発光効率を示し、かつさらに長寿命である有機ＥＬ素子とすることができる。
陰極バッファー層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
上記バッファー層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
陰極バッファー層、陽極バッファー層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、量子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物により形成される。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、及び正孔を効率的に発光層内に閉じこめるために、発光層のイオン化ポテンシャルより大きいイオン化ポテンシャルの値を有するか、発光層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有することが好ましい。正孔阻止材料としては、スチリル化合物、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ボロン誘導体の少なくとも１種を用いることも本発明の効果を得るうえで有効である。
その他の化合物例として、特開２００３−３１３６７号、同２００３−３１３６８号、特許第２７２１４４１号等に記載の例示化合物が挙げられる。
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
この正孔阻止層、電子阻止層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層等から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
発光層に使用される発光材料には、従来公知の蛍光性化合物やリン光性化合物を用いることができる。
本発明においては、蛍光性化合物として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが蛍光性基である重合体を用いるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
本発明においては、発光材料としてリン光性化合物を用いることが本発明の効果を得るうえで好ましい。リン光性化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物である。リン光量子収率は好ましくは０．１以上である。
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるリン光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。
リン光性化合物の発光は、原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
リン光性化合物は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
本発明においては、リン光性化合物として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘがリン光性基である重合体を用いるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力を抑えることができる。
また、他に、リン光性化合物として、元素の周期律表で８族の金属を含有する錯体系化合物を用いるのも好ましく、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、ロジウム化合物、パラジウム化合物、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
以下に、錯体系化合物のリン光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
また、発光層には、他にホスト化合物を含有してもよい。
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物のうちで室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．０１未満の化合物である。
本発明においては、ホスト化合物として前述した一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を発光層に含有させるのが好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
また、ホスト化合物として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが正孔輸送性基である重合体を発光層に含有させるのも好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
さらに、公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種もちいることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
特開２００１−２５７０７６、特開２００２−３０８８５５、特開２００１−３１３１７９、特開２００２−３１９４９１、特開２００１−３５７９７７、特開２００２−３３４７８６、特開２００２−８８６０、特開２００２−３３４７８７、特開２００２−１５８７１、特開２００２−３３４７８８、特開２００２−４３０５６、特開２００２−３３４７８９、特開２００２−７５６４５、特開２００２−３３８５７９、特開２００２−１０５４４５、特開２００２−３４３５６８、特開２００２−１４１１７３、特開２００２−３５２９５７、特開２００２−２０３６８３、特開２００２−３６３２２７、特開２００２−２３１４５３、特開２００３−３１６５、特開２００２−２３４８８８、特開２００３−２７０４８、特開２００２−２５５９３４、特開２００２−２６０８６１、特開２００２−２８０１８３、特開２００２−２９９０６０、特開２００２−３０２５１６、特開２００２−３０５０８３、特開２００２−３０５０８４、特開２００２−３０８８３７等。
また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
本明細書の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
本発明においては、発光材料であるリン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができるが、リン光性化合物のリン光発光波長が３８０〜４８０ｎｍにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。このようなリン光発光波長を有するものとしては、青色に発光する有機ＥＬ素子や白色に発光する有機ＥＬ素子が挙げられる。
発光層に、リン光性化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。
発光層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
発光層は、本発明に係る重合体を含有させて塗布法により製造されることが好ましい。本発明に係る重合体は、特に、スピンコート法や、インクジェット法等の塗布法による製造が非常に適しており、これらの方法で製造を行うことにより製造を容易にすることができ、さらに大面積の有機ＥＬ素子や白色発光型有機ＥＬ素子を作製が容易となり好ましい。
発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
本発明においては、正孔輸送材料として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが正孔輸送性基である重合体を正孔輸送層に含有させるのも好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
他に、正孔輸送材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル；４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４’’−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
また、本発明においては正孔輸送層の正孔輸送材料は４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、正孔輸送材料は、正孔輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、電子輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
本発明においては、電子輸送材料として、前述した一般式（２）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体で、Ｘが電子輸送性基である重合体を電子輸送層に含有させるのも好ましい。これにより、一層高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに一層駆動電力が抑えることができる。
他に、電子輸送材料としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。これらの電子輸送材料を前述した電子輸送性部分としても本発明の効果を得ることができ好ましい。
さらに、電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
電子輸送層に用いられる好ましい化合物は、４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、電子輸送層に用いられる化合物は、電子輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
この電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは２％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。
本発明の多色表示装置は少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極バッファー層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法、スプレー法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート、インクジェット法またはスプレー法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６Ｐａ〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
本発明の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドーマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で層を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファー層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた多色表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を用いており、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
本発明の照明装置は、本発明の有機ＥＬ素子を用いており、本発明の有機ＥＬ素子のリン光性化合物を調節して白色に発光させ、家庭用照明、車内照明、時計のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。また、液晶表示装置等のバックライトとしても用いることができる。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。
このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、前述したように照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を３種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルターを用いてＢＧＲにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ＥＬの発光色を色変換フィルターを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機ＥＬ発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下であることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
第１図は、有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
第２図は、表示部Ａの模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。第２図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
次に、画素の発光プロセスを説明する。
第３図は、画素の模式図である。
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
第３図において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
第４図は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
第４図において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
［実施例１］
＜有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４の作製＞
（１）有機ＥＬ素子１−１−１の作製
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−１を１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し４５ｎｍ正孔輸送層を設けた。
更にＣＢＰとＩｒ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．００６ｎｍ／ｓｅｃで正孔輸送層上に共蒸着して３０ｎｍの発光層を設けた。
更にＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層上に蒸着して膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続き陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更に、アルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１−１を作製した。
有機ＥＬ素子１−１−１の電子輸送層、発光層、正孔輸送層に用いた化合物を表１、表２に示すものに変更した以外は、有機ＥＬ素子１−１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子１−１−２〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４を作製した。
〈有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４の評価〉
得られた有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６、１−２−１〜１−２−４について下記に示す評価を行った。
（外部取りだし量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。なお測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
（発光寿命）
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
（駆動電圧）
温度２３℃、感想窒素ガス雰囲気下で発光開始の電圧を測定した。なお、発光開始の電圧は、輝度５０ｃｄ／ｍ２以上となったときの電圧値を測定した。輝度の測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
有機ＥＬ素子１−１−１〜１−１−６の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子１−１−１を１００とした時の相対値で表３に示した。有機ＥＬ素子１−２−１〜１−２−４の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子１−２−１を１００とした時の相対値で表４に示した。
表３、表４より明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、発光輝度、発光効率、発光寿命が高く、さらに駆動電力が抑えられていることが分かった。
［実施例２］
＜有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５の作製＞
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行なった。この透明支持基板上にポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）３０ｍｇとＩｒ−１を１．８ｍｇとをジクロロベンゼン１ｍｌに溶解させ、１０００ｒｐｍ、５ｓｅｃの条件下、スピンコートし（膜厚約１００ｎｍ）、６０度で１時間真空乾燥し、発光層とした。
これを真空蒸着装置に取付け、次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成した。最後にガラス封止をし、有機ＥＬ素子２−１−１を作製した。
有機ＥＬ素子２−１−１の発光層に用いたＰＶＫとＩｒ−１を表５、表６に示すものに変更した以外は、有機ＥＬ素子２−１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子２−１−２〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５を作製した。
〈有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５の評価〉
得られた有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６、２−２−１〜２−２−５について実施例１と同じ評価を行った。
有機ＥＬ素子２−１−１〜２−１−１６の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子２−１−１を１００とした時の相対値で表７に示した。有機ＥＬ素子２−２−１〜２−２−５の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧の測定結果は、有機ＥＬ素子２−２−１を１００とした時の相対値で表８に示した。
表７、表８より明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、発光輝度、発光効率、発光寿命が高く、さらに駆動電力が抑えられていることが分かった。
［実施例３］
〈フルカラー表示装置〉
（青色発光有機ＥＬ素子）実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５において、Ｐｏｌｙ−１９をＰｏｌｙ−４７に変更した以外は有機ＥＬ素子２−１−５と同様の方法で作製した有機ＥＬ素子２−１−５Ｂを用いた。
（緑色発光有機ＥＬ素子）
実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５を用いた。
（赤色発光有機ＥＬ素子）
実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５において、Ｐｏｌｙ−１９をＰｏｌｙ−４８に変更した以外は有機ＥＬ素子２−１−５と同様の方法で作製した有機ＥＬ素子２−１−５Ｒを用いた。
上記の赤色、緑色及び青色発光有機ＥＬ素子を、同一基板上に並置し、第１図に記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、第２図には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
該フルカラー表示装置を駆動することにより、発光輝度、発光効率、発光寿命が高く、さらに駆動電力が抑えられたフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。
［実施例４］
実施例２で作製した有機ＥＬ素子２−１−５において、Ｐｏｌｙ−１９を、Ｐｏｌｙ−１９、Ｐｏｌｙ−４７、Ｐｏｌｙ−４８の混合物に変更した以外は有機ＥＬ素子２−１−５と同様の方法で作製した有機ＥＬ素子２−１−５Ｗを用いた。有機ＥＬ素子２−１−５Ｗの非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光輝度、発光効率の高く、長寿命であり、駆動電力が抑えられた白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。第５図は照明装置の概略図で、第６図は照明装置の断面図である。有機ＥＬ素子１０１をガラスカバー１０２で覆い、電源線（陽極）１０３と、電源線（陰極）１０４で接続している。１０５は陰極で１０６は有機ＥＬ層である。１０７は透明電極付きガラス基板、１０８は封止基板である。なおガラスカバー１０２内には窒素ガス１０９が充填され、補水剤１１０が設けられている。
【産業上の利用可能性】
本発明により、高い発光輝度、発光効率、発光寿命を有し、さらに駆動電力が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを具備してなる表示装置もしくは照明装置を提供することができた。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（１）
〔式中、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は下記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。〕
連結基群１
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。〕
【請求項２】
前記一般式（１）のＡｒ１は環数が５以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２）
〔式中、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は下記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。〕
連結基群２
連結基群３
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
【請求項４】
前記一般式（２）のＡｒ２は環数が５以下であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記正孔輸送性基が下記一般式（３）又は一般式（４）で表される部分構造を有することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（３）
一般式（４）
〔一般式（３）において、Ｒ１４〜Ｒ２１は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。また、Ｒ１４〜Ｒ２１の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
一般式（４）において、Ｒ２２〜Ｒ３０は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４は、各々独立に、水素原子、結合手、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４のいずれか１つが結合手を表す。また、Ｒ２２〜Ｒ２４の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。〕
【請求項６】
前記リン光性基が、有機金属錯体を含む基であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機金属錯体が、下記一般式（５）〜（８）のいずれかで表される部分構造を有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔一般式（５）において、Ｒ３５〜Ｒ４２は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ３５〜Ｒ４２の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（６）において、Ｚ１、Ｚ２は、各々独立に、炭素原子、窒素原子とともに芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（７）において、Ｒ４３〜Ｒ４８は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４３〜Ｒ４８の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（８）において、Ｙは２価の連結基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。〕
【請求項８】
前記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位が、下記一般式（２１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２１）
〔Ａｒは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ｚ１、Ｚ２は炭素原子、水素原子、窒素原子のいずれかの原子群からなる６員の芳香環を表す。（Ｚ１、Ｚ２は異なっていても構わない）〕
【請求項９】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２２）で表される共重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２２）
〔式中、Ａｒ１からＡｒｍは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ｍは２以上の整数を表し、Ａｒ１からＡｒｍは全て同じでも、異なっていても良い。ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１、からＬｍは酸素原子又は硫黄原子を表し、全て同じ原子でも、異なった原子でも良い。Ｋ１からＫｍは単なる結合または下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘ１からＸｍは正孔輸送性基、電子輸送性基、リン光性基のいずれかを表す。〕
連結基群３
〔Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
【請求項１０】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（１）、（２）、（２１）および（２２）で表される重合体のうち、少なくとも２種類以上を混合することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（１）
〔式中、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は下記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。〕
連結基群１
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。〕
一般式（２）
〔式中、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は下記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。〕
連結基群２
連結基群３
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
一般式（２１）
〔Ａｒは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ｚ１、Ｚ２は炭素原子、水素原子、窒素原子のいずれかの原子群からなる６員の芳香環を表す。（Ｚ１、Ｚ２は異なっていても構わない）〕
一般式（２２）
〔式中、Ａｒ１からＡｒｍは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ｍは２以上の整数を表し、Ａｒ１からＡｒｍは全て同じでも、異なっていても良い。ヘテロアリーレン基、のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１からＬｍは酸素原子又は硫黄原子を表し、全て同じ原子でも、異なった原子でも良い。Ｋ１からＫｍは単なる結合または上記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘ１からＸｍは正孔輸送性基、電子輸送性基、リン光性基のいずれかを表す。〕
【請求項１１】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１７項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２０】
請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２１】
請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
請求の範囲第２１項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２３】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２４】
請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２５】
請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２６】
請求の範囲第２５項記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（１）で表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（１）
〔式中、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は下記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。〕
連結基群１
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。〕
【請求項２】
前記一般式（１）のＡｒ１は環数が５以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位を少なくとも一つ含む重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２）
〔式中、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は下記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。〕
連結基群２
連結基群３
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
【請求項４】
前記一般式（２）のＡｒ２は環数が５以下であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記正孔輸送性基が下記一般式（３）又は一般式（４）で表される部分構造を有することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（３）
一般式（４）
〔一般式（３）において、Ｒ１４〜Ｒ２１は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。また、Ｒ１４〜Ｒ２１の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。
一般式（４）において、Ｒ２２〜Ｒ３０は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４は、各々独立に、水素原子、結合手、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、Ｒ３１〜Ｒ３４のいずれか１つが結合手を表す。また、Ｒ２２〜Ｒ２４の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。〕
【請求項６】
前記リン光性基が、有機金属錯体を含む基であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機金属錯体が、下記一般式（５）〜（８）のいずれかで表される部分構造を有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔一般式（５）において、Ｒ３５〜Ｒ４２は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ３５〜Ｒ４２の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（６）において、Ｚ１、Ｚ２は、各々独立に、炭素原子、窒素原子とともに芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（７）において、Ｒ４３〜Ｒ４８は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４３〜Ｒ４８の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。
一般式（８）において、Ｙは２価の連結基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６は、各々独立に、水素原子、結合手、又は置換基を表し、Ｒ４９〜Ｒ５６の隣接する基同士で結合して環を形成していてもよい。Ｍは、金属原子を表す。〕
【請求項８】
前記一般式（２）のいずれかで表される繰り返し単位が、下記一般式（２１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２１）
〔Ａｒは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ｚ１、Ｚ２は炭素原子、水素原子、窒素原子のいずれかの原子群からなる６員の芳香環を表す。（Ｚ１、Ｚ２は異なっていても構わない）〕
【請求項９】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（２２）で表される共重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（２２）
〔式中、Ａｒ１からＡｒｍは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ｍは２以上の整数を表し、Ａｒ１からＡｒｍは全て同じでも、異なっていても良い。ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１、からＬｍは酸素原子又は硫黄原子を表し、全て同じ原子でも、異なった原子でも良い。Ｋ１からＫｍは単なる結合または下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘ１からＸｍは正孔輸送性基、電子輸送性基、リン光性基のいずれかを表す。〕
連結基群３
〔Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
【請求項１０】
陰極と陽極との間に有機層を少なくとも１層有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも１層に下記一般式（１）、（２）、（２１）および（２２）で表される重合体のうち、少なくとも２種類以上を混合することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（１）
〔式中、Ａｒ１は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１は下記連結基群１から選ばれるいずれかの連結基を表す。ｎ１は２以上の整数を表す。〕
連結基群１
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。〕
一般式（２）
〔式中、Ａｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ヘテロアリーレン基のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ２は下記連結基群２から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｌ３は、単なる結合手、又は下記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘは、正孔輸送性基、電子輸送性基、蛍光性基、リン光性基のいずれかを表す。ｎ２は２以上の整数を表す。〕
連結基群２
連結基群３
〔Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６は互いに連結して環を形成してもよい。
Ｒ７〜Ｒ１３は、各々独立に、アルキル基又はアリール基を表し、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１２とＲ１３は互いに連結して環を形成してもよい。〕
一般式（２１）
〔Ａｒは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。Ｚ１、Ｚ２は炭素原子、水素原子、窒素原子のいずれかの原子群からなる６員の芳香環を表す。（Ｚ１、Ｚ２は異なっていても構わない）〕
一般式（２２）
〔式中、Ａｒ１からＡｒｍは置換基を有しても良いアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表し、ｍは２以上の整数を表し、Ａｒ１からＡｒｍは全て同じでも、異なっていても良い。ヘテロアリーレン基、のヘテロ原子の数は２以下である。Ｌ１からＬｍは酸素原子又は硫黄原子を表し、全て同じ原子でも、異なった原子でも良い。Ｋ１からＫｍは単なる結合または上記連結基群３から選ばれるいずれかの連結基を表し、Ｘ１からＸｍは正孔輸送性基、電子輸送性基、リン光性基のいずれかを表す。〕
【請求項１１】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
請求の範囲第１７項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２０】
請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２１】
請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
請求の範囲第２１項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２３】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２４】
請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２５】
請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２６】
請求の範囲第２５項記載の照明装置と、表示手段として液晶素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１９３７４
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【発行日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１３３２１（Ｐ２００５−５１３３２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１２０４２
【国際出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【発行日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１２０４２
【国際出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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